Voor het oriënteren van preparaten in ultrahoog vacuüm (UHV) zijn tal van goniometers ontwikkeld. In het gangbare type wordt de draaias aangedreven door een stappenmotor die buiten het vacuüm is geplaatst. Via een balgconstructie of een differentieel gepompte elastomeerafdichting wordt de draaiing dan doorgevoerd in het vacuüm. Vaak zijn draaiingen over meer dan een as gewenst. In dat geval zijn de overbrengingen ingewikkelder, waardoor de constructie minder stijf is en de beweging minder reproduceerbaar. Typische waarden voor de nauwkeurigheid in de hoekinstelling en de stapresolutie zijn respectievelijk 0.05° en 0.01°. Soms echter moet de goniometer aan veel hogere eisen voldoen. Bijvoorbeeld, in röntgendiffractie-experimenten is een stapresolutie van minder dan een milligraad gewenst. Voor toepassingen in lucht zijn nauwkeurige goniometers commercieel leverbaar. Echter, er zijn géén versies in omloop die geschikt zijn voor gebruik in UHV.